HEMA：一个用于 MEMS 传感器攻击的手动探索平台-计算机科学-汽车安全-探索平台-微机电系统.pdfVIP

HEMA：一个用于MEMS传感器攻击的手动

探索平台

BhagawatBaanavYedlaRaviMdRafiulKabirSandipRay

DepartmentofECESchoolofEngineeringandTechnologyDepartmentofECE

UniversityofFloridaCentralMichiganUniversityUniversityofFlorida

Gainesville,FL32611,USAMountPleasant,MI48858,USAGainesville,FL32611,USA

b.yedlaravi@ufl.edukabir2m@cmich.edusandip@ece.ufl.edu

摘要—汽车安全与安全性在快速发展的车辆技术领域中至全威胁的高度脆弱性，即使是单个组件遭到破坏也可能

本关重要。构建安全可靠的车辆需要深刻理解汽车系统，特别是在危及整个系统的完整性。

译安全和安全性方面。传统的学习方法，如阅读材料或观察演示，先前的研究[1]–[4]已经揭示了针对汽车组件的各

通常无法提供培养这种专业知识所必需的实际动手经验。对于初

中学者而言，接触汽车级系统并掌握其相关硬件和软件可能会具有种网络攻击向量，特别是IMUMEMS传感器，这些传

1挑战性且令人感到不知所措。在本文中，我们提出了一种新颖、感器是自动驾驶和半自动驾驶车辆操作的核心。这些调

v

9经济实惠且灵活的探索平台HEMA，它使用户能够获得关于微查揭示了用于破坏这些传感器功能的复杂方法，从电磁

3机电系统（MEMS）传感器安全漏洞的实际动手见解，这是现干扰（EMI）到故意欺骗和信号注入攻击。尽管有这些

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代高级驾驶员辅助系统（ADAS）中的关键组件。此外，我们

6重要的贡献，但现有的大部分研究是由网络安全专家进

0讨论了创建此类平台所涉及的独特挑战和设计考虑因素，强调其

.行的，并需要深入理解高级概念、工具和方法论。因此，

7在增强对汽车安全性和安全性理解方面的作用。该框架作为教育

0者、研究人员和从业者努力构建专业能力的宝贵资源。对于更广泛的社区来说，包括工程师、开发人员和非网

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2IndexTerms—汽车安全，探索平台，微机电系统络安全专家的利益相关者，通常发现很难理解和有效地

:模拟这些攻击。对于初学者和非专业人士而言，理解并

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i

x复制基于传感器的网络攻击所涉及的学习曲线非常陡

rI.介绍

a峭，这构成了进一步研究和提高这一领域意识的障碍。

汽车系统的格局经历了快速而深刻的变革，主要由解决这一差距至关重要，以确保汽车网络安全漏洞和防

自动驾驶车辆和先进驾驶辅助系统（ADAS）的进步推御的知识不仅对专家开放，也向更广泛的受众开放，促

动。这些前沿技术旨在提高安全性、增强驾驶效率并重进构建更安全汽车系统的协作方法。

新定义整体用户体验。创新的核心是传感器和执行器，MEMS传感器由一个微机械梳状结构组成，形成

它们能够实现实时数据收集、处理以及关键车辆功能的一个电容器。运动的变化导致该结构的容量发生变化，

执行。摄像头、雷达、激光雷达（LiDAR）和惯性测量这种变化被测量以推断出加速度。对这些传感器的利用

单元（IMUs）等组件与执行器协同工作，使车辆具备感包括通过扬声器的声学特性人为地使结构振动，这会导

知环境和做出明智决策的能力。然而，这种对数字系统致错误读数。已经在MEMS传感器攻击[5]上进行